基於視覺的砧木苗和穗木苗配對裝置的製作方法

2023-09-23 02:31:15

專利名稱：基於視覺的砧木苗和穗木苗配對裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種蔬菜嫁接機中的重要機構，尤其是砧木苗和穗木苗的配對機構； 該裝置用於輔助各類型號嫁接機的嫁接操作，使砧木苗和穗木苗的莖的直徑保持基本一 致，可提高嫁接作業效率和成活率。
背景技術：
我國南方省市蔬菜種植面積較大，但種植作業的機械化水平不高，尤其是嫁接作 業的機械化裝備水平較低；不能滿足人民群眾日益增長的物質生活的需求。近年來，國內外科技人員對嫁接機械作了重點研究，也取得了階段性成果。但還有 許多尚待解決的問題，特別是如何提高果蔬嫁接效率和嫁接成活率，需要人們予以研究解 決。

發明內容
本發明的目的是要提供一種蔬菜嫁接機的嫁接苗莖的直徑配對機構，該機構應具 有自動化程度較高、性能可靠的特點，並且結構簡單、操作方便、成本較低。為達到上述目的，本發明採用的技術方案是基於視覺的砧木苗和穗木苗配對裝 置，其特徵在於該裝置包括傳動平臺和設置在傳動平臺頂面的移動安裝架；所述傳動平臺 頂面的左右兩側分別設有把砧木苗穴盤和穗木苗穴盤送至搬運位置的傳送機構，傳動平臺 頂面的中間部位設有把第三穴盤送至搬運位置以放置經過配對的砧木苗和穗木苗的傳輸 機構，傳動平臺頂面的周邊設有多個採集圖像以分別確定砧木苗和穗木苗直徑以及確定穴 盤位置的CCD攝像頭；所述移動安裝架上設有分別把砧木苗和穗木苗從兩側的穴盤搬運到 第三穴盤的第一機械手和第二機械手、驅動機械手水平移動的行走機構以及檢測定位機械 手的至少兩個限位傳感器和至少兩個復位傳感器。所述傳送機構和傳輸機構均是電機帶動的帶輪和由帶輪驅動且水平設置的傳動 帶組成。所述行走機構包括一沿著移動安裝架長度方向水平設置的導軌、設置在機械手上 且與導軌滑動配合的滑動部件、與導軌平行設置的同步帶以及由電機驅動且與同步帶嚙合 的行走齒。所述機械手包括一對夾持砧木苗或穗木苗的氣爪和一驅動氣爪的氣缸。所述限位傳感器分別設置在移動安裝架上部的左右兩側。所述復位傳感器分別設置在移動安裝架上部的中間部位。本發明的工作原理是(如圖1和2所示)當傳動平臺11兩側的第一電機22和 第二電機21運行時，通過帶輪帶動兩側的第一傳動帶7和第二傳動帶10分別使傳動帶上 的砧木苗穴盤M和穗木苗穴盤25向前(即向移動安裝架方向)運動；當砧木苗穴盤M和 穗木苗穴盤25上的第一行穴苗分別到達第一氣爪6和第二氣爪18的下方時就停止運動， 與此同時第三電機9帶動第三傳動帶8向後運動(第三傳動帶的運動方向與第一傳動帶、
3第二傳動帶的運動方向相反)使傳動帶上的第三穴盤26也到達安裝架1下方；然後移動安 裝架1上的第四電機13旋轉通過同步帶14帶動第一機械手5在滑動導杆2上移動，通過 傳動平臺上的第一 CCD攝像頭23的採集的數據，第一氣爪6提取砧木苗穴盤M中的砧木 苗放在第三穴盤沈的第一行穴位的左側穴位；然後第五電機15旋轉帶動第二機械手17移 動，根據第一 C⑶攝像頭23採集的砧木苗的莖的直徑數據，又通過第二 CXD攝像頭19的選 擇，第二氣爪18從穗木苗穴盤25中提取相配對的穗木苗放在第三穴盤沈的第一行穴位的 右側穴位中，第三穴盤沈向後移動一行穴位距離，接著，根據第三CXD攝像頭4和第四CXD 攝像頭20採集的圖像信息進行處理和判斷，當第一行砧木和接穗還沒有取完時，繼續在第 一行進行配對，此時第一機械手和第二機械手分別根據第一復位傳感器30和第二復位傳 感器31的指令，相應進行抓完苗後的復位移動；當砧木和接穗苗盤的一行被取完後，兩側 的砧木苗穴盤及穗木苗穴盤分別向前移動一行穴位距離；而第一機械手和第二機械手分別 根據第一復位傳感器30和第二復位傳感器31的指令，相應進行抓完苗後的復位移動；這樣 周而復始地運動下去，就連續進行砧木苗和穗木苗的配對。本發明的有益效果由於本發明可以對不同直徑的砧木苗和穗木苗進行直徑數據 的採集，然後根據採集的圖像數據對砧木和穗木的自動配對(可用於蔬菜嫁接機作業時， 輔助嫁接苗的莖的直徑實時配對)，為輔助各種嫁接機的嫁接做好準備工作；而且定位精 準，性能可靠，自動化程度高，操作方便，因而能夠大幅度提高作業質量和工作效率，提高果 蔬嫁接效率和嫁接成活率，減輕操作人員勞動強度；此外，由於結構簡單，成本較低，具有廣 闊的推廣前景。


圖1是本發明的立體結構示意圖。圖2是本發明的主視結構示意圖。圖3是本發明中的機械手的立體結構示意圖。圖4是機械手的主視結構示意圖。圖5是機械手的左視結構示意圖。圖6是本發明的行走機構中的同步帶與帶輪的配合結構示意圖。圖7是本發明中的砧木苗穴盤或穗木苗穴盤的立體結構示意圖。圖8是本發明中的第三穴盤的立體結構示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖，對本發明作進一步說明。基於視覺的砧木苗和穗木苗配對裝置，該裝置包括傳動平臺11和設置在傳動平 臺頂端的移動安裝架1。所述傳動平臺頂面的左右兩側以及中間部位分別設有一傳送機構，該傳送機構和 傳輸機構均是電機帶動的帶輪和由帶輪驅動且水平設置的傳動帶；由圖1、圖2可知左側 傳送機構中，第一傳動帶7由第一電機22通過帶輪驅動；右側傳送機構中，第二傳動帶10 由第二電機21通過帶輪驅動；可分別將把砧木苗穴盤24(通常選用6x7穴盤；即縱向6排 穴，橫向7排穴)和穗木苗穴盤25 (通常也選用6x7穴盤)向前運送至搬運位置(即機械手下方部位)。而中間部位的傳輸機構中，第三傳動帶8由第三電機9通過帶輪驅動，將第 三穴盤沈(通常選用6x2穴盤；即縱向6排穴，橫向2排穴)向後運送至搬運位置(即機械 手下方部位)。傳動平臺頂面上還設置有多個圖像採集CCD攝像頭；其中，確定砧木苗直徑的第 三攝像頭4安裝在傳動平臺頂面的左側，確定穗木苗直徑的第四攝像頭20安裝在傳動平臺 頂面的右側；確定穗木苗穴盤位置的第二攝像頭19安裝在傳動平臺頂面的右後側，確定砧 木苗穴盤位置的第一攝像頭23安裝在傳動平臺頂面的左後側。所述移動安裝架上，第一機械手5負責把砧木苗從左側的砧木苗穴盤24(第一傳 動帶7上的穴盤)搬運到中間部位的第三穴盤沈的左邊穴位，第二機械手17負責把穗木 苗從右側的穗木苗穴盤25搬運到第三穴盤沈的右邊穴位；由於中間部位的第三穴盤的穴 位採用2行豎排，所以中間穴盤橫向每一排的2個穴位分別用於放入經過圖像採集信息配 對後的砧木苗和穗木苗。所述機械手包括一對夾持砧木苗或穗木苗的氣爪和一驅動氣爪的氣缸。其中，第 一機械手5配有氣爪6，第二機械手17配有氣爪18 ；第一機械手和第二機械手分別由一行 走機構驅動著水平移動(機械手的結構由圖4可知氣爪53通過鉸軸M鉸接在機械手臂 體上，氣爪的尾端與氣缸52的活塞杆52-1的頂端通過一連杆55依次鉸接；這樣，氣缸活塞 杆的直線運動就可帶動氣爪53張開或閉合)。所述行走機構中，一導軌(圖中採用的導軌 是兩根平行設置的導杆2、沿著移動安裝架的長度方向水平設置，機械手上設置有與導軌 滑動配合的滑動部件(圖中顯示的是與導杆2的直徑相適合的滑孔40)；另外，還設置一與 導軌平行的同步帶14以及由電機47驅動且與同步帶嚙合的行走齒43(圖中可知行走齒 43直接裝在電機47的輸出軸上，行走齒43的兩側分別設有繃緊同步帶1的左張緊輪45和 右張緊輪46)。移動安裝架上還安裝著用於檢測定位機械手的至少兩個限位傳感器和至少兩個 復位傳感器。其中，第一限位傳感器四和第二限位傳感器32分別設置在移動安裝架上部的 左右兩側，第一復位傳感器30和第二復位傳感器31分別設置在移動安裝架上部的中間部 位。第一限位傳感器四和第一復位傳感器30用於監視和限定第一機械手5的移動區間， 第二限位傳感器32和第二復位傳感器31用於監視和限定第二機械手17的移動區間。以上所述電機均為步進電機。本發明中，砧木苗的苗莖或穗木苗的苗莖的配對，由計算機及相應軟體對上述攝 像頭採集的圖像信息進行比較、選擇後實現。
權利要求
1.基於視覺的砧木苗和穗木苗配對裝置，其特徵在於該裝置包括傳動平臺(11)和設 置在傳動平臺頂面的移動安裝架(1)；所述傳動平臺頂面的左右兩側分別設有把砧木苗穴 盤04)和穗木苗穴盤0 送至搬運位置的傳送機構，傳動平臺頂面的中間部位設有把第 三穴盤06)送至搬運位置以放置經過配對的砧木苗和穗木苗的傳輸機構，傳動平臺頂面 的周邊設有多個採集圖像以分別確定砧木苗和穗木苗直徑以及確定穴盤位置的CCD攝像 頭；所述移動安裝架上設有分別把砧木苗和穗木苗從兩側的穴盤搬運到中間穴盤的第一機 械手( 和第二機械手(17)、驅動機械手水平移動的行走機構以及檢測定位機械手的至少 兩個限位傳感器和至少兩個復位傳感器。
2.根據權利要求1所述的基於視覺的砧木苗和穗木苗配對裝置，其特徵在於所述傳 送機構和傳輸機構均是電機帶動的帶輪和由帶輪驅動且水平設置的傳動帶。
3.根據權利要求1或2所述的基於視覺的砧木苗和穗木苗配對裝置，其特徵在於所 述行走機構包括一沿著移動安裝架長度方向水平設置的導軌、設置在機械手上且與導軌滑 動配合的滑動部件、與導軌平行設置的同步帶以及由電機驅動且與同步帶嚙合的行走齒 03)。
4.根據權利要求3所述的基於視覺的砧木苗和穗木苗配對裝置，其特徵在於所述機 械手包括一對夾持砧木苗或穗木苗的氣爪和一驅動氣爪的氣缸(52)。
5.根據權利要求4所述的基於視覺的砧木苗和穗木苗配對裝置，其特徵在於所述限 位傳感器分別設置在移動安裝架上部的左右兩側。
6.根據權利要求5所述的基於視覺的砧木苗和穗木苗配對裝置，其特徵在於所述復 位傳感器分別設置在移動安裝架上部的中間部位。
全文摘要
本發明涉及一種蔬菜嫁接機中的砧木苗和穗木苗的配對機構。目的是提供的機構應具有自動化程度較高、性能可靠的特點，並且結構簡單、操作方便、成本較低。技術方案是基於視覺的砧木苗和穗木苗配對裝置，包括傳動平臺和設在傳動平臺頂面的移動安裝架；傳動平臺頂面的左右兩側分別設有把砧木苗穴盤和穗木苗穴盤送至搬運位置的傳送機構，傳動平臺頂面的中間部位設有把第三穴盤送至搬運位置的傳輸機構，傳動平臺頂面的周邊設有多個採集圖像的CCD攝像頭；移動安裝架上設有分別把砧木苗和穗木苗從兩側的穴盤搬運到第三穴盤的第一機械手和第二機械手、驅動機械手水平移動的行走機構以及檢測定位機械手的至少兩個限位傳感器和至少兩個復位傳感器。
文檔編號A01G1/06GK102124907SQ20101057839
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月3日 優先權日2010年12月3日
發明者張路, 徐世福, 徐永康, 武傳宇, 王哲祿 申請人:浙江理工大學